Химиядагы маселени чечүүнүн так алгоритми – бул татаал дисциплинанын акыркы тесттерине туура келүүнүн эң сонун жолу. 2017-жылы сынактын түзүмүнө олуттуу өзгөртүүлөр киргизилип, тесттин биринчи бөлүгүнөн бир жообу бар суроолор алынып салынган. Суроолордун формулировкасы бүтүрүүчү ар кандай багыттар боюнча, мисалы, химия боюнча билимин көрсөтүп, жөн эле “белги” кое албагандай кылып берилет.
Негизги кыйынчылыктар
Бүтүрүүчүлөр үчүн эң чоң кыйынчылык - бул органикалык бирикмелердин формулаларын чыгаруу боюнча суроолор, алар маселени чечүү үчүн алгоритм түзө алышпайт.
Мындай көйгөй менен кантип күрөшүү керек? Сунушталган тапшырманы аткаруу үчүн химиядагы маселелерди чечүү алгоритмин билүү маанилүү.
Ушул эле көйгөй башка академиялык дисциплиналар үчүн мүнөздүү.
Аракеттер ырааттуулугу
Кеңири таралганы белгилүү күйүү продуктулары боюнча кошулманы аныктоо маселелери, ошондуктан биз мисал аркылуу маселелерди чечүү алгоритмин карап чыгууну сунуштайбыз.бул көнүгүү түрү.
1. Берилген заттын молярдык массасынын мааниси кандайдыр бир газ үчүн белгилүү салыштырмалуу тыгыздыктын жардамы менен аныкталат (эгерде сунушталган тапшырманын шартында бар болсо).
2. Бул процессте пайда болгон заттардын көлөмүн газ түрүндөгү кошулма үчүн молярдык көлөм аркылуу, суюк заттардын тыгыздыгы же массасы аркылуу эсептейбиз.
3. Берилген химиялык реакциянын продуктыларындагы бардык атомдордун сандык маанилерин эсептейбиз, ошондой эле ар биринин массасын эсептейбиз.
4. Биз бул маанилерди жалпылайбыз, андан кийин алынган маанини шарт менен берилген органикалык кошулманын массасы менен салыштырабыз.
5. Эгерде баштапкы масса алынган мааниден ашып кетсе, молекулада кычкылтек бар деген жыйынтыкка келебиз.
6. Биз анын массасын аныктайбыз, бул үчүн органикалык кошулманын берилген массасынан бардык атомдордун суммасын чыгарып алабыз.
6. Кычкылтек атомдорунун санын табыңыз (молдо).
7. Биз маселеде бар бардык атомдордун сандарынын катышын аныктайбыз. Аналитиктин формуласын алабыз.
8. Биз анын молекулярдык версиясын, молярдык массасын түзөбүз.
9. Эгерде ал биринчи кадамда алынган мааниден айырмаланса, биз ар бир атомдун санын белгилүү бир санга көбөйтөбүз.
10. Керектүү заттын молекулярдык формуласын түзүңүз.
11. Түзүмдү аныктоо.
12. Органикалык заттардын структураларын колдонуу менен көрсөтүлгөн процесстин теңдемесин жазабыз.
Маселени чечүү үчүн сунушталган алгоритм органикалык бирикменин формуласын чыгарууга байланышкан бардык тапшырмалар үчүн ылайыктуу. Ал жогорку класстын окуучуларына жардам беретэкзаменди туура көтөрүү.
1-мисал
Алгоритмдик маселени чечүү кандай болушу керек?
Бул суроого жооп берүү үчүн бул жерде даяр үлгү.
17,5 г кошулманы күйгүзгөндө 28 литр көмүр кычкыл газы, ошондой эле 22,5 мл суу буусу алынган. Бул кошулманын буу тыгыздыгы 3,125 г/л туура келет. Үчүнчү даражадагы каныккан спирттин суусуздануусу учурунда анализденүүчү зат түзүлөт деген маалымат бар. Берилген маалыматтардын негизинде:
1) бул органикалык заттын молекулярдык формуласын табуу үчүн талап кылынган белгилүү эсептөөлөрдү жүргүзүү;
2) анын молекулярдык формуласын жаз;
3) сунушталган молекуладагы атомдордун байланышын уникалдуу түрдө чагылдырган түпнуска кошулманын структуралык көрүнүшүн түзүңүз.
Тапшырма дайындары.
- м (баштапкы материал)- 17,5г
- V көмүр кычкыл газы-28L
- V суу-22,5мл
Математикалык эсептөөлөр үчүн формулалар:
- √=√ mn
- √=m/ρ
Эгер кааласаңыз, бул милдетти бир нече жол менен чече аласыз.
Биринчи жол
1. Молярдык көлөмдү колдонуу менен химиялык реакциянын бардык продуктуларынын моль санын аныктаңыз.
nCO2=1,25 моль
2. Бул процесстин продуктусунда биринчи элементтин (көмүртек) сандык мазмунун ачып беребиз.
nC=nCO2=, 25 моль
3. Элементтин массасын эсептеңиз.
mC=1,25 моль12г/моль=15 г.
Тығыздыгы 1г/мл экенин билип, суу буусунун массасын аныктаңыз.
mH2O 22,5г
Реакция продуктунун (суу буусу) көлөмүн көрсөтөбүз.
n суу=1,25 моль
6. Реакция продуктундагы элементтин (суутектин) сандык курамын эсептейбиз.
nH=2n (суу)=2,5 моль
7. Бул элементтин массасын аныктаңыз.
mH=2,5г
8. Молекулада кычкылтек атомдорунун бар экенин (жоктугун) аныктоо үчүн элементтердин массаларын жыйынтыктайлы.
mC + mH=1 5г + 2,5г=17,5г
Бул маселенин маалыматтарына туура келет, демек, керектүү органикалык затта кычкылтек атомдору жок.
9. Катышты табуу.
CH2– эң жөнөкөй формула.
10. Тыгыздык менен керектүү заттын M санын эсептеңиз.
M зат=70 г/моль.
n-5, зат мындай көрүнөт: C5H10.
Шарт бул зат спирттин суусуздануусу аркылуу алынганын, ошондуктан ал алкен экенин айтат.
Экинчи вариант
Маселени чечүүнүн дагы бир алгоритмин карап көрөлү.
1. Бул зат спирттерди кургатуу жолу менен алынарын билип, ал алкендер классына таандык болушу мүмкүн деген тыянак чыгарабыз.
2. Керектүү заттын M маанисин тыгыздык аркылуу табыңыз.
M in=70 г/моль.
3. М (г/моль) кошулма үчүн: 12n + 2n.
4. Биз этилен углеводороддун молекуласындагы көмүртек атомдорунун сандык маанисин эсептейбиз.
14 n=70, n=5, ошондуктан молекулярдыкзаттын формуласы төмөнкүдөй көрүнөт: C5H10n.
Бул маселенин маалыматы боюнча, зат үчүнчү даражадагы спирттин суусуздануусу аркылуу алынган, ошондуктан ал алкен.
Маселени чечүү үчүн алгоритмди кантип түзүүгө болот? Студент органикалык бирикмелердин ар кандай класстарынын өкүлдөрүн кантип алууну билиши керек, алардын өзгөчө химиялык касиеттерине ээ болушу керек.
Мисал 2
Келгиле, USEден башка мисалды колдонуп, маселени чечүү алгоритмин аныктоого аракет кылалы.
Атмосфералык кычкылтекте 22,5 грамм альфа-аминокарбон кислотасын толук күйгүзгөндө 13,44 литр көмүртек кычкылы (4) жана 3,36 л (Н. О.) азот чогултууга мүмкүн болду. Сунушталган кислотанын формуласын табыңыз.
Шарт боюнча берилиштер.
- m(аминокислоталар) -22,5 г;
- √(көмүр кычкыл газы ) -13,44 литр;
- √(азот) -3, 36 ж.
Формулалар.
- m=Mn;
- √=√ mn.
Маселени чечүү үчүн стандарттуу алгоритмди колдонобуз.
Өз ара аракеттенүү продуктуларынын сандык маанисин табыңыз.
(азот)=0,15 моль.Химиялык теңдемени жазыңыз (жалпы формуланы колдонобуз). Андан ары реакцияга ылайык, заттын көлөмүн билип, аминокарбон кислотасынын моль санын эсептейбиз:
x - 0,3 моль.
Аминкарбон кислотасынын молярдык массасын эсептеңиз.
M(баштапкы зат )=м/н=22,5 г/0,3 моль=75 г/моль.
Түпнусканын молярдык массасын эсептеңизэлементтердин салыштырмалуу атомдук массасын колдонуу менен аминокарбон кислотасы.
M(аминокислоталар )=(R+74) г/моль.
Углеводороддун радикалын математикалык түрдө аныктаңыз.
R + 74=75, R=75 - 74=1.
Тандоо жолу менен углеводороддун радикалынын вариантын аныктайбыз, керектүү аминокарбон кислотасынын формуласын жазабыз, жообун формулировкалайбыз.
Демек, бул учурда суутек атому гана бар, андыктан бизде CH2NH2COOH (глицин) формуласы бар.
Жооп: CH2NH2COOH.
Альтернативалуу чечим
Маселени чечүүнүн экинчи алгоритми төмөнкүдөй.
Молярдык көлөмдүн маанисин колдонуу менен реакция продуктуларынын сандык туюнтмасын эсептейбиз.
(көмүр кычкыл газы )=0,6 моль.Биз бул класстын кошулмаларынын жалпы формуласы менен куралданган химиялык процессти жазабыз. Алынган аминокарбон кислотасынын моль санын теңдеме боюнча эсептейбиз:
x=0,62/дюйм=1,2 /моль
Кийин, аминокарбон кислотасынын молярдык массасын эсептейбиз:
M=75 г/моль.
Элементтердин салыштырмалуу атомдук массаларын колдонуп, аминокарбон кислотасынын молярдык массасын табабыз:
M(аминокислоталар )=(R + 74) г/моль.
Молярдык массаларды теңдеңиз, анан теңдемени чечиңиз, радикалдын маанисин аныктаңыз:
R + 74=75v, R=75v - 74=1 (v=1 алуу).
Тандоо аркылуу углеводороддун радикалы жок деген тыянакка келет, андыктан керектүү аминокислота глицин.
Демек, R=H, CH2NH2COOH формуласын алабыз(глицин).
Жооп: CH2NH2COOH.
Мындай маселени алгоритм ыкмасы менен чыгаруу студенттин жетиштүү негизги математикалык көндүмдөрү болгондо гана мүмкүн болот.
Программалоо
Бул жерде алгоритмдер кандай көрүнөт? Информатикадагы жана компьютердик технологиядагы маселелерди чечүү мисалдары аракеттердин так ырааттуулугун талап кылат.
Тартип бузулганда, алгоритмдин толук иштешине жол бербеген ар кандай система каталары пайда болот. Объектке багытталган программалоону колдонуу менен программаны иштеп чыгуу эки этаптан турат:
- визуалдык режимде GUI түзүү;
- код иштеп чыгуу.
Бул ыкма программалоо маселелерин чечүү алгоритмин абдан жөнөкөйлөтөт.
Бул убакытты талап кылган процессти кол менен башкаруу дээрлик мүмкүн эмес.
Тыянак
Ойлоп табуучулук маселелерди чечүү үчүн стандарттык алгоритм төмөндө келтирилген.
Бул аракеттердин так жана түшүнүктүү ырааттуулугу. Аны түзүүдө тапшырманын баштапкы маалыматтарына, сүрөттөлгөн объекттин баштапкы абалына ээ болуу керек.
Алгоритмдердин маселелерин чечүүнүн этаптарын бөлүп көрсөтүү үчүн иштин максатын аныктоо, аткаруучу тарабынан аткарыла турган командалар системасын бөлүп көрсөтүү маанилүү.
Түзүлгөн алгоритм керекөзгөчөлүктөрдүн топтому болушу керек:
- дискреттүүлүк (кадамдарга бөлүнүү);
- уникалдуулук (ар бир аракеттин бир чечими бар);
- концептуалдык;
- аткаруу.
Көптөгөн алгоритмдер массалык, башкача айтканда, алар көптөгөн окшош тапшырмаларды чечүү үчүн колдонулушу мүмкүн.
Программалоо тили – бул маалыматтарды жана алгоритмдик структураларды жазуу үчүн эрежелердин атайын жыйындысы. Учурда ал бардык илимий тармактарда колдонулат. Анын маанилүү аспектиси - ылдамдыгы. Алгоритм жай болсо, рационалдуу жана тез жооп берүүгө кепилдик бербесе, ал кайра карап чыгууга кайтарылат.
Айрым тапшырмалардын аткарылуу убактысы киргизилген маалыматтардын көлөмү менен гана эмес, башка факторлор менен да аныкталат. Мисалы, алдын ала сорттоо жүргүзүлсө, олуттуу сандагы бүтүн сандарды сорттоо алгоритми жөнөкөй жана ылдамыраак.
